不同加工工藝對鈍化豆?jié){中胰蛋白酶抑制劑活性研究進展

摘 要：胰蛋白酶抑制劑是豆?jié){中最主要的抗?fàn)I養(yǎng)因子，其嚴(yán)重影響著豆?jié){的營養(yǎng)價值。本文著重綜述去除胰蛋白酶抑制劑的主要方法，并結(jié)合大豆預(yù)處理方式、制漿工藝及后處理方式分析了鈍化胰蛋白酶抑制劑的主要加工手段，以期為豆?jié){生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：豆?jié){;胰蛋白酶抑制劑;制漿;預(yù)處理

中圖分類號：S-1

文獻標(biāo)識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20200915007

收稿日期：2020-08-06

作者簡介：張彬（1987-），女，碩士，助教。研究方向：糧食深加工與利用。

豆?jié){作為我國老百姓餐桌上的傳統(tǒng)食品，因其蛋白質(zhì)消化率較高，且富含異黃酮、皂苷、卵磷脂等生物活性因子，不含乳糖和膽固醇，在國際社會享有“植物牛奶”的美譽。但是原料大豆中含有一定量的脂肪氧化酶、胰蛋白酶抑制劑、植物凝集素等抗?fàn)I養(yǎng)因子，嚴(yán)重影響著豆?jié){的感官品質(zhì)及營養(yǎng)價值。胰蛋白酶抑制劑（Soybean trypsin inhibitor，STI）作為大豆中主要的抗?fàn)I養(yǎng)因子，其含量的多少決定著豆?jié){的營養(yǎng)價值。目前，隨著豆?jié){生產(chǎn)工藝的不斷改進，不同的預(yù)處理方式、制漿工藝和后處理手段對STI含量及活性產(chǎn)生不同的影響，尋求最佳解決方案成為豆?jié){生產(chǎn)領(lǐng)域的研究熱點。

1?胰蛋白酶抑制劑的去除技術(shù)

1.1?大豆胰蛋白酶抑制劑

原料大豆制得的豆?jié){中含有多種抗?fàn)I養(yǎng)因子，其中胰蛋白酶抑制劑的存在嚴(yán)重影響營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，造成豆?jié){品質(zhì)上的營養(yǎng)缺陷。在蛋白酶抑制因子的家族中，STI屬于絲氨酸蛋白酶抑制因子[1]，其對人體產(chǎn)生的影響主要通過與小腸中的胰蛋白酶和糜蛋白酶結(jié)合，生成無活性的復(fù)合物，胰蛋白酶被消耗和降解后，導(dǎo)致腸道對蛋白質(zhì)的消化、吸收和利用力減弱，引起外源性氮的損失。另外，胰蛋白酶數(shù)量的減少，還可引起胰腺分泌活動增強，導(dǎo)致胰蛋白酶和糜蛋白酶的過度分泌，造成含硫氨基酸的內(nèi)源損失[2]。

1.2?胰蛋白酶抑制劑的去除技術(shù)

STI的活性是評價豆?jié){質(zhì)量的重要指標(biāo)，當(dāng)豆?jié){中的STI含量降低90%以上時才被認(rèn)為可以放心食用。目前STI的去除方法主要包括物理處理、化學(xué)處理和生物學(xué)處理。

1.2.1?物理處理

物理處理是目前去除STI方法中研究最廣泛的，包括熱處理、微波處理、壓力處理、超聲波處理及高壓脈沖電場處理等[3]。

其中，加熱處理應(yīng)用最多，分為干熱處理和濕熱處理。Qin等[4]研究發(fā)現(xiàn)干熱條件下，大豆經(jīng)100℃處理40min后STI活性下降至原來的11.7%，繼續(xù)加壓加溫后STI的失活速度會加快。濕熱處理與干熱處理相比，由于水蒸氣比空氣對熱的傳遞具有更強的穿透性，因此更有利于鈍化STI的活性。曹志華等[5]研究發(fā)現(xiàn)將大豆粉置于110℃（0.05MPa）下進行濕熱處理5min即可使STI活性下降96%，這與陳秋冬等[6]對大豆的濕熱處理后STI的活性鈍化結(jié)論是一致的。

微波處理是通過電磁場作用產(chǎn)生的“加熱效應(yīng)”及“非熱效應(yīng)”導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子熱量增加，使其結(jié)構(gòu)和構(gòu)象產(chǎn)生一定變化，從而達到鈍化STI活性的目的。鄧慧慧等[7]微波處理豆?jié){15min后即可將STI完全破壞，處理8min后可以將其降低到11.24%。

1.2.2?化學(xué)處理

目前最常用的化學(xué)處理法主要為還原劑處理法和酚類化合物處理法。其中，能夠明顯鈍化胰蛋白酶抑制劑活性的還原劑包括偏亞硫酸氫鈉、亞硫酸氫鈉、維生素C、硫酸銅、二硫蘇糖醇以及半胱氨酸等。另外，酚類化合物尤其是茶多酚，能夠有效地絡(luò)合胰蛋白酶抑制劑，使其對胰蛋白酶的抑制作用減弱，達到鈍化其活性的目的。

1.2.3?生物學(xué)處理

目前生物學(xué)處理主要包括酶制劑處理、微生物發(fā)酵和發(fā)芽處理。能夠水解STI的蛋白酶種類有很多，包括木瓜蛋白酶、木瓜凝乳蛋白酶、氨基乙酰內(nèi)肽酶、嗜熱菌蛋白酶、枯草桿菌蛋白酶以及堿性內(nèi)切蛋白酶Alcalase[4]。微生物發(fā)酵法中乳酸菌、枯草芽孢桿菌、霉菌發(fā)酵等都可使STI失去活性并且降解，吳非等[13]研究發(fā)現(xiàn)以米黑毛霉和米根霉發(fā)酵鈍化效果最好。發(fā)芽處理是目前提高大豆?fàn)I養(yǎng)品質(zhì)常用的方法，經(jīng)發(fā)芽處理后STI的種類、含量、活性均發(fā)生明顯變化。

2?不同預(yù)處理方式對胰蛋白酶抑制劑的影響

豆?jié){主要是利用大豆，經(jīng)過浸泡、打漿、過濾除去豆渣而成。而大豆在制漿前不同的處理方式對豆?jié){的感官、色澤、穩(wěn)定性及營養(yǎng)的影響是不同的，尤其是對STI的鈍化效果差異較大。

楊道強等[8]分別對清洗瀝干的大豆（簡稱“干豆”），用碳酸氫鈉、異抗壞血酸鈉復(fù)合溶液浸泡后脫水大豆（簡稱“免浸泡豆”），傳統(tǒng)方法泡豆，碳酸氫鈉溶液泡豆以及高溫高壓蒸煮豆等5種前處理方式制漿后，發(fā)現(xiàn)STI含量依次為干豆>傳統(tǒng)方法泡豆>免浸泡豆>碳酸氫鈉溶液泡豆>高溫高壓蒸煮豆。姜雷等[3]對浸泡、萌發(fā)、高溫蒸煮3種預(yù)處理方式制得豆?jié){進行研究發(fā)現(xiàn)，高溫蒸煮對于鈍化STI活性影響較為顯著，且對于選取的水、碳酸氫鈉、檸檬酸等3種浸泡介質(zhì)而言，經(jīng)碳酸氫鈉處理的豆?jié){中STI鈍化效果最佳。以上研究表明，在豆?jié){工業(yè)生產(chǎn)中，對于原料豆進行物理、化學(xué)處理均可使STI活性明顯降低。

3?不同制漿工藝對豆?jié){中胰蛋白酶抑制劑的影響

豆?jié){的生產(chǎn)根據(jù)大豆前處理工藝的不同分為干法制漿和濕法制漿;根據(jù)制漿時過濾與加熱的先后次序，又分為生漿法、熟漿法。孫雪飛等[9]對干法生漿、干法熟漿、濕法生漿、濕法熟漿、發(fā)芽豆生漿、發(fā)芽豆熟漿等6種方法制得豆?jié){進行研究發(fā)現(xiàn)，所有豆?jié){中STI的活性較生豆均有顯著降低;濕法制漿和發(fā)芽豆制漿與干豆制漿相比，STI的活性降低明顯;熟漿工藝制得豆?jié){中STI明顯低于生漿，因而得出熟漿工藝與發(fā)芽豆相結(jié)合可使STI活性降低的效果最好。

4?不同后處理方式對豆?jié){中胰蛋白酶抑制劑的影響

在豆?jié){的工業(yè)生產(chǎn)過程中，制得的豆?jié){往往需要進一步的熱處理才能達到殺菌的目的。李唯等[10]對經(jīng)勻漿機破碎處理得到的大豆液體制品通過不同溫度、壓力、處理時間以及微波等處理后發(fā)現(xiàn)，日常條件下125℃、0.135Mpa處理10min后滅活STI為宜。范鑫等[11]對經(jīng)干法制漿磨制的豆?jié){進行熱處理后發(fā)現(xiàn)，常壓煮制后豆?jié){中STI活性依然較高，提高壓力和熱處理溫度后，STI活性明顯較低，這與李唯等結(jié)論是一致的。展欣等[12]對巴氏殺菌的豆?jié){進行酶法鈍化并經(jīng)小鼠實驗發(fā)現(xiàn)，堿性蛋白酶鈍化巴氏豆?jié){中STI效果較為明顯，可以用于工藝生產(chǎn)。以上研究表明，溫和處理后豆?jié){中STI鈍化效果較弱，高溫、高壓以及酶法鈍化效果較為理想，但是由于高溫處理后的豆?jié){營養(yǎng)價值受到一定破壞，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用較少。

5?小結(jié)

胰蛋白酶抑制劑是豆?jié){工業(yè)生產(chǎn)中較為重要的抗?fàn)I養(yǎng)因子，也是目前家庭豆?jié){制取中最值得注意的抗?fàn)I養(yǎng)成分。目前，在大豆預(yù)處理、調(diào)整制漿工藝以及后處理等各階段均可采用不同的處理方式鈍化其活性，但在實際生產(chǎn)中STI鈍化主要依靠制漿后的熱處理，熱處理不當(dāng)極易造成鈍化效果差或營養(yǎng)成分遭受破壞等不良影響。隨著研究的進一步深入，如何提高鈍化速率，同時兼顧豆?jié){營養(yǎng)價值，合理控制生產(chǎn)成本將成為鈍化STI研究的新方向。

參考文獻

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（責(zé)任編輯?周康）